CHAPITRE TROISIÈME

Modifications des terrains stratifiés.

Structure des terrains stratifiés. — Nous avons déjà fait connaître l'apparence générale de ces terrains dans l'étude des roches neptuniennes. Ils se composent de lits, de feuillets, de couches superposées, variant souvent en composition, on structure, en apparence, d'un lit à un autre. Ces termes : lit, feuillet, couche et autres du même genre, sont employés à peu près indifféremment les uns pour les autres. Les mots terrain, formation, désignent plus particulièrement l'ensemble des couches qui se sont formées à une même époque géologique.

La structure de ces lits peut être compacte, laminaire, schisteuse. La figure 71 représente la structure des rivages, structure qui se produit surtout sous l'influence du flux et du reflux. On y rencontre aussi la structure des dunes, masses de sables qui se déplacent

sans cosse sous l'action du vont. L'examen de la structure intérieure des lits nous donne donc une

Fig. 71. Pig. 72;

idée des circonstances dans lesquelles ils se sont formés. Il en est de même de l'apparence de leurs surfaces. On y voit quelquefois ces rides si jolies, si régulières, que laisse sur le sable ou l'argile, l'eau qui se retire des rivages ou qui coule doucement sur un fond plastique, fig. 12. Ailleurs les lits, une fois formés, se sont desséchés et fendillés par leur exposition à l'air. Puis ces fentes, remplies plus tard par dos matières étrangères, restent en saillie lorsque la

asti

Fig. 73. Fig. 74.

roche primitive disparait, fig. 73. Enfin on trouve à

la surface des lits d'argilites, les empreintes laissées par de grosses gouttes de pluie, tombées au moment où l'argilite était encore très molle, fig. 74. Ces empreintes sont tellement semblables à celles qu'on a produites artificiellement de nos jours, que tout doute sur leur origine est impossible.

Il n'est pas rare non plus de rencontrer dans les lits de sédiment, des concrétions, des rognons de diver-

Ti*. 75.

Fig. 76.

ses formes, fig. 75 et 76. Ces concrétions ont à leur tour une structure qui varie, fig. 77 et 78. Assez souvent il y a au centre un corps étranger, fig. 77.

Fig. 77. Fig. 78.

h") mallohs villoéUi, Cav., si commun dans certaines

parties de l'Ottawa, se trouve dans de semblables concrétions.

Joints, leur cause, leur importance en géologie.— On appelle joints dos fissures très étroites, mais régulières, droites, qui se voient dans la plupart des lits et qui pénètrent souvent à une très grande pro» fondeur. Si un même lit est traversé par plusieurs systèmes de joints ayant chacun une direction déterminée, les roches qui le composent se sépareront facilement en blocs réguliers, et on serait porté à y voir l'effet d'une grossière cristallisation. Les joints sont quelquefois tellement rapprochés, tellement nombreux, dans une môme roche, que celle-ci prend l'apparence schisteuse des ardoises, fig. .79. Et de fait il est probable que la structure schisteuse des ardoises et les joints sont produits par les mêmes causes, agissant

Fig. 79.

Fi-. 80.

d'une manière un peu différente Ces joints peuvent

très facilement être confondus avec les plans de stratification : on en voit un exemple frappant dans le rocher de Québec, fig. 80, criblé en tout sens par une foule de joints, qui rendent l'étude de la stratification un vrai problème pour l'observateur novice. Quelle est la cause des joints ? — Les joints existent surtout dans les terrains très tourmentés, qui ont été

plies, plissés de diverses manières, et soumis pur conséquent à de fortes pressions. Leur direction n'a aucune relation avec le sens des lits, mais elle en a une bien marquée avec le sens des fractures ou des plissements qui se sont opérés sur une plus grande échelle. Nous citerons comme exemple, les joints qui existent dans les roches laurentiennes de la Côte Beaupré, lo long de la rupture que l'on peut suivre depuis lo Sault Montmorency jusqu'au Cap-Tourmente. Ils sont tous parallèles à cette rupture. On peut le constater tout particulièrement à la chute Ste-A une, fig. 81, et à l'extrémité de la falaise du Cap-Tourmente. Ici, lo bas des feuillets gneissiques, isolés par les joints, a été emporté successivement par les vagues. Le haut est resté sous formes d'arches d'une grande beauté. En certains endroits de la même falaise, les vagues s' introduisant par un de ces joints, ont miné la roche avec plus de rapidité, et lo cap y est perce de part en part. Ces faits prouvent quo les joints sont souvent causés par Les pressions auxquelles sontsoumises les couches géologiques, et qu'ils sont perpendiculaires à la direction dans laquelle s'exerce la pression.

AL Dàubrée a montré par des expériences remarquables quo les joints pouvaient résulter d'une faible torsion «à laquelle auraient été soumises les couches géologiques. La figure 82 représente une

lame de glace fendilléo par une torsion de ce genre. M. Daubrée fait remarquer à ce propos, que le* joints sont sensiblement parallèles, quelquefois légère ment divergents, qu'ils peuvent se produire tous au même instant, que la force qui les produit n'agit pas toujours rectangulairement à un sj'stème quelconque d'entre eux.

De tout ce qui précède on conclut que l'étude et la détermination du sens des joints dans un endroit en particulier sont importantes à faire, à cause des déductior s qu'on en peut tir.er relativement à la direction des forces qui ont modifié la position originelle des lits géologiques de cette partie du pays.

Nous avons vu plus haut que la structure schisteuse des ardoises avait quelques relations avec les joints. Cette structure en effet est également le résultat de pressions qui se sont fait sentir perpendiculairement à la surface de clivage des schistes. Ce fait est prouvé amplement par les belles expériences de M. Daubrée sur le fer, la fonte, l'argile, etc., rendus schisteux par la seule compression* M. Tyndall croit que dans cette compression énergique les particules anguleuses qui composent le corps sont comme écrasées, deviennent de véritables petites lamelles qui donnent à toute la masse la structure schisteuse. Le eens de clivage des ardoises est toujours oblique par rapport à la surface des lit*, voir fio-, CO,

Position originelle i>rs lits sédimentaires. — Ces

Lits ont été d'abord des amas de sables, de glaise ou autres détritus rocheux. Ils se sont presque tous formés horizontalement. Eu effet lorsque les lits de la plus grande partie de l'Amérique du Nord se formaient, le continent américain était à une faible profondeur sous les eaux ; il n'y avait ni Appalacbos, ni Montagnes .Rocheuses. Et dans ces eaux peu protondes, sur cette surfaco continentale généralement uniforme, les lits qui se déposaient ont dû êtro d'abord horizontaux. Plusieurs lits ont été formés sur les bords des océans, et eux aussi devaient être borizontaux, au moins si ces rivages étaient plats comme ceux de la cote Est des Etats-Unis; qui sur un espace de plus de 00 milles ne sont inclines quo de un pied par 000 ou 700 pieds.

Lg^ deltas qui se trouvent à l'embouchure do certains neuves ont souvent des centaines, des milliers de milles en superficie. Or les lits qui les composent sont encore borizontuux. Enfin quelques lits étaient autrefois des marécages semblables aux marais de notre époque, mais beaucoup plus étendus ; tels étaient les lits do la période bouillière. Or le fond des marais est généralement horizontal; et les dépôts qui s'y forment sont nécessairement horizontaux. Plusieurs lits do houille contiennent des troncs d'arbres perpendiculaires à leur surfaco, tig. 83, ce qui témoigne de la position primitivement horizontale de ces derniers.

11 n'y a d'exception à cette loi générale que poulies lits qui se forment au lieu de déversement d'une rivière dans un lac on dans la mer, tig. 84. Ces lits

lui» —

sont inclinés comme le fond du lue ou de la mer. Mais ce n'est là, en réalité, qu'une exception, ot on

Tiff. 83.

Fia:. 84.

peut dire que tous les lits géologiques ont été primitivement horizontaux.

Plissements, synclinales, anticlinales — Les lits n'ont pas gardé leur position première. Ils ont été

Fis. 85.

presque toujours plies, plissés, cassés, de telle façon qu'on les rencontre dans une multitude de positions dif-

Fig. 36.

férentes. Ces plissement- otiVent différents caractères suivant qu'on loa étudie dans des roches plus ou moin.n

anciennes. Dans des roches très anciennes, les lits sont plutôt plissés que plies, et ces plissements sont très nombreux, fig. 85. Dans les roches plus récentes les plissements sont plus réguliers. C'est ce que représente la figure 86. Dans la figure 87, on saisit à première vue le contraste qui existe entre les plisse-

ments de deux formations d'âge différent. Les terrains

inférieurs sont beaucoup plus tourmentés que les

terrains supérieurs.

Dans le cas de plissements multiples, on appelle

anticlinale cette ligne de chaque côté de laquelle les

lits descendent, etsynclinale cette ligne de chaque côté de laquelle les lits remontent.

Ainsi dans la fig. 88 S est une synclinale et A une anticlinale.

Fig. 88.

Il n'est pas nécessaire que les couches pliées restent entières pour qu'on puisse localiser une synclinale ou une anticlinale. Ainsi dans la figure 86 b est ur.e synclinale et a une anticlinale.

Dislocations, failles. — îson seulement les lits ont été plies, mais encore ils se sont quelquefois rompus, et l'une des lèvres de la fente s'est déplacée par rapport à l'autre, fig. 80 b. La valeur de ce déplacement

— ni —

varie depuis une fraction de pouce jusqu'à plusieurs milliers de pieds. Ce mouvement a pu se faire soit verticalement, soit horizontalement, soit obliquement par rapport à l'horizontale ou à la verticale. Le

Fis. 89.

mouvement d'un côté de la rupture a généralement pour effet de courber la tranche des lits en contact, fig. 89 a. Quelquefois la rupture s'élargit et l'espace se remplit des fragments des lits rompus, qui constituent une brèche grossière, fig. 89 c. Ces failles ne se produisent que très lentement : la courbure régulière des lits, même très durs, en est une preuve évidente.

Dénudation. — Les lits, une fois plies ne sont pas restés entiers, l'eau et les divers agents atmosphériques en ont fait disparaître à la longue une partie. A ce phénomène on a donné le nom de dénudation . Cette dénudation rend quelquefois l'étude d'une for-

mation géolegique assez difficile, et peut donner lieu à de graves erreurs. Ainsi la figure 90 nous donne

une suite de lits, sans aucune apparence de plissements, tandis qu'il est fort possible que ce soit là le résultat de

plissements analogues à ceux de la figure 91, dont la partie supérieure aurait été enlevée. La figure 92,

Fig. 92.

qui représente une coupe faite à Lévis depuis le fleuve en L jusqu'à un mille ou deux du rivage, en allant vers le sud S, est un excellent exemple de plissements profondément affectés par l'érosion.

Stratification concordante et discordante. — Quand plusieurs lits sont parallèles, on les dit être en stratification concordante. Mais si un certain nombre de lits, après avoir été plies puis modifiés par l'action érosive de l'eau ou de l'atmosphère, sont plongés sous l'eau, d'autres dépôts se feront à leur surface, lesquels no seront évidemment pas parallèles aux lits primi-

tifs. On les dira être en stratification discordante avec les premiers. Dans la figure 93 les lits a a sont

Fig. 93.

en stratification discordante avec les lits b. Tl est évident que ceux-ci sont plus anciens que ceux-là.

Mesure de l'inclinaiçox des lits. — Il est souvent nécessaire de mesurer l'inclinaison des lits. On appelle inclinaison des lits, l'angle qu'ils font avec l'horizon. Dans cette mesure, on s'occupe non seulement de la valeur de l'inclinaison, mais encore de sa direction. Ainsi on dira, une inclinaison de 25° vers le sud, etc. En versant un peu d'eau sur la surface inclinée d'un lit on reconnaît très bien la direction de l'inclinaison maximum. La ligne horizontale perpen

Fig. 94.

diculaire à celle d'inclinaison est appelée strike par les anglais, nous l'appellerons liyne de saillie. Dans la figure 94 in est la ligne d'inclinaison, et is est la

ligne de saillie. Quand la tranche seule des lits est exposée, il serait imprudent de prendre l'inclinaison apparente des feuillets de cette tranche comme étant l'inclinaison véritable des couches; cette inclinaison

Fîg. 9--,.

apparente pouvant varier avec ladirection de la section. C'est ce qu'il est facile de voir dans la figure 95, où un même ensemble de lits donne diverses sections à tranches inégalement inclinées.

Cette inclinaison des lits se mesure à l'aide des eli-

Fig. 96.

nomètres. Nous en donnons ici deux espèces qui se comprennent à himple vue, fig. 96. On déter-

mine la direction de l'inclinaison ou de la ligne de saillie, a l'aide d'une boussole ordinaire. Lorsqu'on étudie la stratigraphie des terrains d'une contrée en particulier, on ne saurait trop multiplier ces déterminations de l'inclinaison et de la ligne de saillie; car c'est uniquement avec ces données qu'on peut se former une idée de la structure intérieure des formations géologiques que l'on examine.